用于浸入式光刻的具有疏水性涂层的光学装置以及包含该装置的投影曝光设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于浸入式光刻的光学装置，其包含：施加了疏水性涂层（６，７）的至少一个组件（１），该疏水性涂层（６，７）在操作投影镜期间暴露于紫外辐射，而该至少一个组件（１）在操作投影镜期间至少部分地被浸渍液润湿。该疏水性涂层（６，７）包含至少一层吸收和／或反射波长小于２６０ｎｍ的紫外辐射的抗紫外层（６）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于浸入式光刻的光学装置，其包含至少一个施加了 疏水性涂层的组件，该疏水性涂层在操作投影镜期间暴露于紫外辐射， 该至少一个组件在操作投影镜期间至少部分地被浸渍液润湿。本专利技术进 一步涉及包含该光学装置的投影曝光设备。
技术介绍
一般而言，用液体，特别是水润湿光学组件，这对其光学特性有负 面影响。例如，润湿会导致在其表面上形成诸如盐的污染物质。为了防 止光学元件被水润湿，或者为了从该光学元件快速去除水，已知为光学 元件提供疏水性涂层。在本申请的范畴内，术语疏水性涂层如一般情况指的是其表面包括与水的接触角为90°或更大的涂层。6JP 2003-161806 A描述了一种具有抗反射涂层的光学元件，其中在玻 璃基底的未涂布区域中形成防水层。在该装置中，防水涂层在抗反射涂 层附近形成，或者在玻璃基底的侧面缘边上形成。以此方式，可以避免 湿气驻留在光学元件与相关支撑结构之间的空间中。US 5，494，712描述了一种用于将聚合物层施加至基底以减少其被水 润湿的方法。该层优选包含一种或多种有机硅化合物，例如硅烷或硅氧 垸，并借助等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)进行施加。润湿的问题在显微光刻，特别是浸入式光刻中同样显著。在显微光 刻中，出于制造半导体组件的目的，借助投影镜在縮小的规模上将掩模 上的结构绘制在感光基底上。为了实现该应用所需的高分辨率，使用紫 外波长范围内， 一般在250mn以下的照明辐射。为了进一步提高分辨率 和景深，在浸入式光刻中，在投影镜的最后光学元件与感光基底之间设 置浸渍液，通常是蒸馏水，以提高折射率。在该装置中，投影镜的最后 光学^;件至少部分地被水润湿，从而在浸入式光刻中更加频繁地使用防 水和抗水涂层。JP 2005-268759 A公开了 一种光学组件，其设置在用于浸入式光刻的 投影曝光设备中，并且至少一个表面暴露于照明辐射。该表面包含由二 氧化硅(Si02)、氟化镁(MgF2)或氟化钙(CaF2)制成的粘合层，其上 施加有包含无定形氟聚合物的防水层。JP 11-149812描述了一种光学元件，其中将优选包含碳氟化合物聚 合物的防水保护层施加至反射增强或反射减弱的多层系统，从而提供保 护以防止湿气从周围空气进入。该保护层的厚度为lnm至10nm，以防 止碳氟化合物聚合物对波长小于250 nm的辐射的过度吸收。EP 0 895 113 A2描述了一种包含支撑装置和由粘合剂粘合的组件的 装配件，该组件透射紫外光谱范围内的辐射。该粘合剂可通过紫外光固 化，并且在透明组件与粘合剂之间，在粘合剂的区域内施加一层薄层， 该薄层透射适合于固化粘合剂的光谱范围内的光线，其高度反射或吸收来自在由透明组件透射的光谱范围内的有用的光谱范围的紫外光，从而 保护粘合剂不受该波长范围内的紫外辐射。US 2006/0240365公开了一种用于保护水敏感性透镜元件的方法。在 该方法中，在透镜表面的边缘区域产生吸收紫外辐射的抗紫外层，该层 由金属氧化物组成。另一个保护层施加至金属氧化物层，该另一层例如 可以是聚氨酯层。该两层用于保护例如可由水敏感性氟化钙组成的透镜 元件不被浸渍液溶解。然而，如上所述，疏水性涂层不仅可用于防止光学表面润湿的目的。 而且还可以将疏水性涂层施加至组件上的无法避免被水润湿的位置，从 而例如制造基本上为弯月形的水柱(meniscal water column)。例如在使 用该透镜前，对用于显微光刻的投影镜在其光学成像特性和任何图像误 差方面进行干涉测量的情况下，施加该涂层可以是有利的。对于该测量， 将投影镜设置于相应的测量设备上方，并将浸渍液置于该测量设备与投 影镜之间，从而可以在实际应用中的经验条件下进行测量。在大多数情 况下超纯水用作浸渍液，在该测量设备的光学组件周围具有防止该超纯 水流走的环。该环必须具有疏水性表面以制造凸起，并因此形成向上弯 曲的水弯月面。重要的是， 一直可靠地确保与透镜的朝向测量设备的最 后光学组件的完美接触。在浸渍系统中使用疏水性涂层的一般问题包括在操作投影镜期间 照射在该涂层上的紫外辐射可能损坏或损毁该涂层。此外，由于紫外辐 射，该涂层的疏水性特性可能退化，因此在极端情况下该涂层会产生亲 水性特性。具体而言，实际应用表明目前在具有疏水性表面的环的结构 中使用的材料在短时间后已经在其表面特性方面发生改变，随着辐射持 续时间的延长，其疏水性特性降低。这尤其涉及使用越来越短的波长， 例如193nm及更短波长的激光辐射。这意味着在短期操作之后，已经无 法提供稳定的凸起的水弯月面，因此透镜与测量设备之间的浸入柱破损， 测量不得不中断。
技术实现思路
本专利技术的目的是，在所述介绍中提及类型的光学装置中提供具有即 使在密集且持久的紫外辐射下仍然保持其疏水性特性的疏水性涂层的组 件。该目的是通过包含至少一个吸收和/或反射波长小于260 nm的紫外 辐射的抗紫外层的疏水性涂层实现的。在该装置中，疏水性涂层例如可 以仅包含额外具有疏水性特性的单个抗紫外的吸收和/或反射层，或者该 抗紫外的吸收和/或反射层能够保护另一疏水性涂层免受投影镜的紫外 辐射。在一个有利的实施方案中，该组件是由紫外范围内的波长上透明的 材料制成的光学元件，该光学元件优选形成投影镜的末端元件。在此情 况下，该光学元件被浸渍液至少在部分区域内润湿，在该装置中疏水性 涂层一般施加至该部分区域以外的光学元件的表面上，以防止光学元件 的其他部分被润湿，该部分通常与该润湿的部分区域直接相邻，并且该 部分不浸入浸渍液中。在一个优选的改进方案中，疏水性涂层形成于光学元件的光学清晰 直径之外。术语光学元件的光学清晰直径指的是辐射以针对性的方 式通过的区域，即例如就透镜而言有助于成像的区域。具体而言，光学 清晰直径可由透镜表面经抛光的区域确定，而该直径以外的区域具有未 经抛光的、无光泽的、因此粗糙的表面。 一般而言，光学清晰直径内的 区域基本上对应于投影镜的末端元件浸入浸渍液中的区域。本专利技术的专利技术人认识到，光学清晰直径以外的光学元件的任何润湿 均会对其光学特性具有负面影响，即润湿引起的蒸发造成的低温。因此， 在润湿区域内发生散热，这会对光学元件的温度平衡产生负面影响，而 例如在透镜作为光学元件的情况下会引起非期望的成像误差。该问题尤 其是存在于无光泽的表面上，即特别是光学清晰直径以外，因为液体不 会如同经抛光的表面一样也从无光泽的表面流走。此外，本专利技术的专利技术人还认识到，即使在清晰光学直径以外，疏水 性涂层也会由于紫外辐射而被损坏，即因为在操作投影镜时在光学元件中产生散射光；这是疏水性涂层包含至少一层抗紫外层的原因。在该装 置中，疏水性涂层可以仅包含单层抗紫外疏水层，或者优选地借助于吸 收紫外光的抗紫外层，可以保护另一疏水层免受来自光学元件内部的紫 外辐射。在一个有利的改进方案中，将反射减弱的涂层施加至光学元件，其 中疏水性涂层设置于光学元件未涂布的区域中，优选接近于该反射减弱 涂层。 一般而言，抗反射涂层至少施加在透镜的清晰光学直径的范围内； 该抗反射涂层通常包含若干层，其中高折射率和低折射率的材料交替。 在本申请人的PCT/EP2006/005630中描述了抗反射涂层的优选的实例， 将其公开的内容并入本申请作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于浸入式光刻的光学装置，其包含：　施加了疏水性涂层（６，７；１０８）的至少一个组件（１，１０５），该疏水性涂层（６，７；１０８）在操作投影镜（１３，１０２）期间暴露于紫外辐射，该至少一个组件（１，１０５）在操作投影镜（１３，１０２） 期间至少部分地被浸渍液（２２，１０７）润湿，其特征在于，　该疏水性涂层（６，７；１０８）包含至少一层吸收和／或反射波长小于２６０ｎｍ的紫外辐射的抗紫外层（６，１０８）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2006-9-12 102006043548.6;DE 2006-12-28 102006061、用于浸入式光刻的光学装置，其包含施加了疏水性涂层(6，7；108)的至少一个组件(1，105)，该疏水性涂层(6，7；108)在操作投影镜(13，102)期间暴露于紫外辐射，该至少一个组件(1，105)在操作投影镜(13，102)期间至少部分地被浸渍液(22，107)润湿，其特征在于，该疏水性涂层(6，7；108)包含至少一层吸收和/或反射波长小于260nm的紫外辐射的抗紫外层(6，108)。2、 根据权利要求l的光学装置，其中所述组件为由在紫外范围内的 波长下为透明的材料制成的光学元件(1)，该光学元件(1)优选形成投 影镜(13， 102)的末端元件。3、 根据权利要求2的光学装置，其中所述疏水性涂层(6， 7)形成 于所述光学元件(1)的光学清晰直径以外。4、 根据权利要求2或3的光学装置，其中将反射减弱涂层(9)施 加至所述光学元件(1)，所述疏水性涂层(6， 7)设置于所述光学元件(1)的未涂布区域内，优选接近于所述反射减弱涂层(9)。5、 根据权利要求2至4之一所述的光学装置，其中在所述抗紫外层 (6)的顶部之上施加所述疏水层(7)。6、 根据权利要求5的光学装置，其中所述疏水层(7)的材料选自 以下组中二氧化铬(Cr02)、硅烷、硅氧垸、DLC、氟化物、疏水性清漆和疏水性粘合剂、聚合物，优选为碳氟化合物聚合物，特别是Optron、 戰l禾口 Teflon AF。7、 根据权利要求2至6之一所述的光学装置，其中所述透明材料选 自以下组中氟化钙(CaF2)、石英玻璃(Si02)和二氧化锗(Ge02)。8、 根据权利要求2至7之一所述的光学装置，其中所述抗紫外层(6) 对于900nm或更大波长的辐射是透明的。9、 根据权利要求2至8之一所述的光学装置，其中所述光学元件(1) 被设计为平凸透镜，平面表面(2)包含圆锥形透镜部件(3)。10、 根据权利要求9的光学装置，其中所述疏水性涂层(6， 7)设 置于所述圆锥形透镜部件(3)的圆锥形侧表面(5)和/或所述平面表面(2)上。11、 根据权利要求9或10的光学装置，其中所述光学元件(1)的 圆锥形透镜部件(3)的至少正面(4)浸入所述浸渍液(22)中。12、 根据前述权利要求之一所述的光学装置，其进一步包含用于测 定所述投影镜(102)的光学特性的光学测量设备(101)，在所述投影镜(102)与所述光学测量设备(101)之间设置有浸渍液(107)，而且在 所述浸渍液(...

【专利技术属性】
技术研发人员：S西克斯，M利尔，R迪辛，B盖尔里奇，M威德曼，A舒伯特，T冯巴本，T伊尔，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]